Předmět je základní jednotka výuky, jejímž prostřednictvím si student osvojí ucelenou část souboru znalostí a dovedností, potřebnou pro zvládnutí studijního oboru/specializace. Za věcný obsah předmětu zodpovídá garant předmětu. Časovou náročnost předmětu zhruba vyjadřuje atribut předmětu rozsah kontaktní výuky. Například rozsah = 2+2  značí, že předmět bude mít týdně dvě hodiny přednášek a dvě hodiny cvičení týdně. Na závěr semestru musí vyučující provést vyhodnocení, nakolik si ten který student osvojil poznatky a dovednosti, kterých měl během výuky nabýt. Jakým způsobem toto hodnocení vyučující provedou určuje atribut způsob zakončení. U předmětu lze definovat, že předmět je zakončen pouze zápočtem(Z), klasifikovaným zápočtem(KZ), pouze zkouškou(ZK), nebo zápočtem a zkouškou(Z,ZK). Náročnost úspěšného absolvování předmětu je vyjádřena ECTS kreditními body. Výuka předmětu probíhá během semestru. Opakovaně se předmět vyučuje vždy v zimním(Z), nebo v letním(L) semestru každého akademického roku. Výjimečně může předmět být nabízen studentům v obou semestrech(Z,L). Za organizační zajištění výuky zodpovídá přiřazená katedra, která zejména vytvoří časový rozvrh předmětu a zajistí pro předmět vyučující. Někteří přednáší a zkouší, jiní vedou cvičení a udělují zápočty.
Obsahová náplň a další organizační informace, týkající se předmětu je popsána pomocí různých popisných textů(anotace, týdenní osnova, literatura, apod.)
$DODATEK_POPIS

Anotace:
Students deepen their basic knowledge of digital computer units acquired in the obligatory course of the program (BIE-SAP), get acquainted in detail with the internal structure and organization of computer units and processors and their interactions with the environment, including accelerating arithmetic-logic units and using appropriate codes for implementation of multiplication. The organization of main memory and other internal memories (addressable, LIFO, FIFO and CAM) will be discussed in detail, including codes for error detection and correction for parallel and serial data transmissions. They will also get acquainted with the methodology of controller design, with the principles of communication of the processor with the environment and the architecture of the bus system. The problems will be practically evaluated in the labs and with the help of the educational microprogrammed processor simulator and programmable hardware design kits (FPGA).

Osnovy přednášek:

1.		Digital computer structure and its functional units.
2.		Implementation of arithmetic operations.
3.		Circuits for arithmetic operations in 2's complement representation.
4.		Design of the CPU control unit and controllers.
5.		Circuits for multiplication and division.
6.		Architecture and principles of memory elements.
7.		Realization of memories with different organization and access (addressable, LIFO, FIFO, CAM).
8.		[2] Error-detecting and error-correcting codes for memory data transfers: linear codes.
10.		Error-detecting and error-correcting codes for serial data transmissions: cyclic codes.
11.		I/O units and their control.
12.		Data paths, buses - their types, modes, arbitration.
13.		Circuits for floating-point operations.

Osnovy cvičení:

1.		Number systems, conversions and operations.
2.		Representations of negative numbers.
3.		Simple processor - instructions, machine code, data part.
4.		Simple processor - instruction cycle, interface.
5.		Simple processor - microprogramming.
6.		Simple processor - demonstration of a microprogram.
7.		Wired controller design I.
8.		Wired controller design II.
9.		Linear codes.
10.		Cyclic codes.
11.		Design of a processor component on FPGA.
12.		Demonstration of the designed processor component.
13.		Spare seminar, assessment.

Literatura:

1.		Hennesy, J. L., Patterson, D. A. ''Computer Architecture: A Quantitative Approach (6th Edition)''. Morgan Kaufmann, 2017. ISBN 9780128119051.
2.		Tanenbaum, A. S. ''Structured Computer Organization (6th Edition)''. Prentice Hall, 2013. ISBN 9780132916523.
3.		Stallings, W. ''Computer Organization and Architecture: Designing for Performance (10th Edition)''. Prentice Hall, 2016. ISBN 9780134101613.
4.		Hamacher, C., Vranesic, Z., Zaky, S. ''Computer Organization (5th Edition)''. McGraw-Hill, 2011. ISBN 9781259005275.

Požadavky:
Entry knowledge: Basic knowledge of the structure and architecture of a digital computer, design principles for combinational and sequential circuits, binary arithmetic, the concept of computer memory.

Informace o předmětu a výukové materiály naleznete na https://courses.fit.cvut.cz/BIE-JPO/ Na tento předmět navazuje v magisterském studiu předmět Počítačová aritmetika.

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr BIE-PS.21 Computer Networks and Internet 2021 VO 3 BIE-PI.21 Computer Engineering 2021 PS 3